[发明专利]具有可编程输入阻抗的开路增益互阻抗放大器

说明书

背景技术

对于光通信，来自光纤的输入光脉冲通过光电二极管被接收并转换为电流。然后，可以采用互阻抗放大器(TIA)将输入电流转换为电压输出。因为由光电二极管输出的电流非常小(例如，大约20μA)，所以TIA被放置在光电二极管旁边。

附图说明

为了详细描述说明性的公开的示例，现在将参考附图，其中：

图1示出根据本公开的示例的通信设备；

图2示出根据本公开的示例的通信设备部件的布置；

图3示出根据本公开的示例的可编程互阻抗放大器(PTIA)的结构；

图4示出根据本公开的示例的开路增益PTIA的输出信号；

图5示出对应于根据本公开的示例的图4的输出信号的眼图；

图6示出根据本公开的示例的图5的眼图的分析；

图7示出根据本公开的示例的计算机系统；以及

图8示出根据本公开的示例的方法。

具体实施方式

符号和术语

贯穿以下描述和权利要求而使用的某些术语表示特定的系统部件。本领域技术人员会意识到，计算机公司可以用不同名字来指部件。本文件不致力于区分名字不同但功能相同的部件。在以下的讨论和权利要求中，以开放的形式使用词语“包括”和“包含”，并且因此“包含”和“包括”应当被解释为“包括，但不限于”。同样，词语“联接”或“连接”意在指间接、直接、光学或无线电连接。因此，如果第一设备联接至第二设备，那么该连接可以是通过直接电连接、通过经由其他设备和连接的间接电连接、通过光学电连接或通过无线电连接。

由于不完善的集成电路制造工艺，所以不管多么努力设计针对特定的输入阻抗，互阻抗放大器(TIA)的输入阻抗还是会变化。同样，由于传输线的材料/设计的变化和不完善，传输线阻抗可能变化。如果TIA输入阻抗不匹配传输线阻抗，则输入信号会由于反射噪声而失真。在光通信应用中，来自光电二极管的输出电流非常小(例如，20μA至70μA)，并且任意的信号失真使得难于或不可能重新捕获数据。公开的示例没有将TIA放置为接近于光电二极管以避免来自光电二极管的非常小的电流输出的信号失真，而是使用具有被调节为匹配传输线阻抗的可编程输入阻抗的TIA。另外，在一些示例中，可以使用MOSFET晶体管，而不使用双极设备。

这里，具有可编程输入阻抗的TIA被称作可编程TIA(PTIA)。在至少一些公开的示例中，开路增益PTIA是接收光信号并处理对应的电信号的通信设备的一部分。在通信设备中，光电二极管将光信号转换为电流。来自光电二极管的电流由开路增益PTIA经由传输线而接收。光电二极管和开路增益PTIA之间的传输线起因于例如与光电二极管分隔开的集成电流(IC)芯片上的开路增益PTIA。在一些示例中，开路增益PTIA被实施在具有其他接收器部件的IC芯片上以减少接收器的总成本、功率和延迟要求。使用由传输线而与光电二极管分隔开的开路增益PTIA，传输线的阻抗和其他噪声耦合问题需要被解决。提出的开路增益PTIA通过调节开路增益PTIA输入阻抗以匹配传输线的阻抗而解决了由于不匹配的传输线阻抗和开路增益PTIA输入阻抗所产生的信号反射问题。调节开路增益PTIA的输入阻抗可以通过后硅校准(在具有开路增益PTIA的芯片被安装在客户通信设备中之前)或通过系统编程(在具有开路增益PTIA的芯片被安装在客户通信设备中之后)而发生。在任何情况下，调节可以基于开路增益PTIA的输出信号的分析。公开的PTIA示例取代将TIA放置于光电二极管旁边的现有技术，以避免来自光电二极管的非常小的电流输出的信号失真。

图1示出根据本公开的示例的通信设备100。通信设备100对应于光通信网络的端节点(数据接收器)或路由设备。如图所示，通信设备100包括光电二极管102，其接收光信号并输出对应的电流。电流经由有损传输线104(具有阻抗＝Z0)传播至开路增益PTIA 106。开路增益PTIA 106将经由有损传输线104从光电二极管102接收的电流转换为电压。如这里所公开，开路增益PTIA 106的输入阻抗被调节为匹配传输线的阻抗。

在一些实施例中，开路增益PTIA 106的输入阻抗基于至可变电阻器的控制信号而被调节。控制信号基于开路增益PTIA 106的输出信号在开路增益PTIA 106被安装在通信设备100中之前或之后的分析。